Mehr Bio geht nicht

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Ventilatoren – Der bionische Ventilator von Ziehl-Abegg ist ein wahres Nachhaltigkeitswunder: Er wird aus dem nachwachsenden Rohstoff Sebazinsäure der Rizinuspflanze gewonnen, verfügt über eine geringere Wasseraufnahme und verbesserte Chemikalienbeständigkeit als Erdölprodukte und besitzt eine deutlich längere Lebensdauer.

05. April 2017

Der bionische Bio-Ventilator erspart den Menschen Lärm, benötigt weniger Strom und reduziert den CO2-Ausstoß in mehrfacher Hinsicht. Eingesetzt werden kann die Neuentwicklung beispielsweise in der Kältetechnik, in Heizungen, Wärmepumpen und zur Elektronikkühlung wie in Rechenzentren, Schaltschränken oder Umrichtern. Zum nachhaltigen Ansatz passt, dass der Ventilator zu 100 Prozent recycelbar ist.

Und auch Geräteplaner kommen auf ihre Kosten: Der Ventilator hat eine höhere chemische Beständigkeit, weist eine bessere Kälteschlagzähigkeit auf und ist heißwasser- sowie dampfbeständiger.

Leiser dank Bionik

Die Entwickler von Ziehl-Abegg haben zahlreiche Tiere beobachtet, deren Körper für Wasser- oder Luftströmung optimiert sind. Fündig geworden sind die Ingenieure beim leisesten Raubvogel, der Eule. Eulen jagen nachts, daher orten sie die Beute mit dem Gehör. Und das funktioniert nur, wenn die Tiere extrem leise fliegen. Ihre großen und stark gewölbten Flügel sorgen für viel Auftrieb bei niedrigeren Geschwindigkeiten. Zudem besitzen die Enden der Eulenflügel Fransen. Dadurch treffen die Luftströmungen der Flügelober- und Unterseiten an der Hinterkante der Flügel sanfter und somit leiser aufeinander. Aus diesem Grund ist auch die Hinterkante des Ventilatorflügels gezackt.

Doch nicht nur bei der Eule konnten die Entwickler von Ziehl-Abegg etwas lernen: Geier, Adler und Störche stellen einzelne Federn auf, wodurch sich an jeder Federspitze kleine Randwirbel ablösen, was den Widerstand des Flügels reduziert. Zu sehen ist dies auch bei Flugzeugen, bei denen die Tragflächen neuerdings einen kleinen Knick (Winglet) am Ende haben. Bei Ziehl-Abegg sind die Ventilatorenflügel seit Jahren mit einem Knick am Rand ausgestattet.

Die Komposition mehrerer bionischer Merkmale in einem Ventilator senkt zudem den Energieverbrauch im laufenden Betrieb.

Biomaterial senkt CO2-Verbrauch

Nachwachsende Rohstoffe tragen durch die Substitution fossiler Rohstoffe zur Minderung von CO2-Emissionen bei. Der Ventilatorflügel besteht zu mehr als 60 Prozent aus dem nachwachsenden Rohstoff Sebazinsäure, welcher aus dem Öl der Rizinuspflanze gewonnen wird. Rizinusöl ist ein Pflanzenöl, das aus den Samen des tropischen Wunderbaums gewonnen wird. Die Pflanze ist schnellwüchsig und wird unter idealen Bedingungen innerhalb von vier Monaten bis zu fünf Meter hoch. In den gemäßigten Breiten wächst die Pflanze als einjähriges Kraut. Im tropischen Klima wird sie dagegen bis zu 13 Meter hoch und bildet einen verholzten Stamm.

Der Wunderbaum wächst auf trockenen und nährstoffarmen Böden. Somit steht die Herstellung von Rizinusöl hinsichtlich der erforderlichen Anbaufläche nicht im Wettbewerb mit der Nahrungsmittel-Produktion. Das wichtigste Erzeugerland für Rizinusöl ist Indien, das mit jährlich 750.000 Tonnen etwa 60 Prozent zur Weltproduktion beisteuert. Weitere wichtige Produzentenländer sind die Volksrepublik China und Brasilien.

Keine Konkurrenz zu Nahrungsmittel

Die Verarbeitung des Biopolyamids ist wie bei herkömmlichen Kunststoffen auf konventionellen Maschinen und angepassten Prozessparametern möglich. Da der Wunderbaum in der Wachstumsphase CO2 aufnimmt, reduziert sich der CO2-Ausstoß im Vergleich zu Kunststoff auf Erdölbasis um Zweidrittel. Dazu Ziehl-Abegg Vorstand Peter Fenkl: »Durch den Einsatz pflanzlicher Rohstoffe, welche der Umwelt in der Wachstumsphase bereits CO2 entzogen haben, ist die CO2-Bilanz des Werkstoffes in Summe deutlich günstiger als bei Polymeren auf Basis fossiler Rohstoffe.«

Da der nachwachsende Rohstoff mehr als 60 Prozent des Materials liefert, erfüllt das Material die gängige Definition eines Biokunststoffs. So genannte Biopolymere gehören zu den Leitmarktinitiativen der EU, wenn folgende Voraussetzungen erfüllt sind: eine ausreichende industrielle Herstellung sowie keine Konkurrenz zu Nahrungsmitteln.

Weitere Vorteile von Bio-Material

Der Bio-Ventilator ist im Vergleich zu einem Produkt auf fossiler Basis um sechs Prozent leichter. Das resultiert zu einem aus einer fünf-prozentigen Dichte-Ersparnis und zum anderen aus einer um ein Prozent niedrigeren Feuchtigkeitsaufnahme.

Für die Kunden bringt das neue Material den Vorteil, dass sich die Einsatzmöglichkeiten des Ventilators vergrößern.

Die Gründe sind vielfältig: Die höhere chemische Beständigkeit sorgt für eine höhere Spannungsrissbeständigkeit unter Einfluss aggressiver Chemikalien sowie für eine bessere Hydrolysebeständigkeit gegen heißes Wasser und Dampf.

Der Biokunststoff nimmt zudem 50 Prozent weniger Feuchtigkeit auf als fossile Kunststoffe, ist dimensionsstabiler, verfügt über eine bessere Kälteschlagzähigkeit und glänzt durch ein gutes Abrieb- und Verschleißverhalten. Trotz der zahlreichen Vorteile verfügen biobasierte Produkte über einen entscheidenden Nachteil: das Produktionsverfahren ist häufig teurer als bei herkömmlichen Verfahren und damit unwirtschaftlich. us

Erschienen in Ausgabe: 03/2017